CN110663632B - 一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，包括主控制器系统、太阳能光伏板、太阳能光伏控制系统、智能控制系统、充放电系统、主稳压稳流电路、霍尔电流传感器、直流增氧器，主控制器系统分别与太阳能光伏控制系统、智能控制系统、主稳压稳流电路、霍尔电流传感器连接，太阳能光伏控制系统包括三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路、初始稳压稳流电路。本发明基于主控制器系统，通过太阳能光伏控制系统进行初始稳压稳流操作，并通过主稳压稳流电路、充放电系统及霍尔电流传感器实现可直流稳定供电。同时，通过智能控制系统及直流增氧器实现智能控制鱼塘增氧。

Description

一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统

技术领域

本发明涉及水体增氧领域，具体是涉及一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统。

背景技术

太阳能资源取之不尽，用之不竭，太阳能光伏发电具有清洁无污染、安全可靠的优点，性能优良的太阳能增氧机可具备良好的经济效益和广阔的市场前景。

然而，目前的鱼塘增氧机供电主要是利用电网电力供电，采用交流供电方式，耗电量大，存在很大的电力浪费。同时，在鱼塘养殖系统中，鱼塘水含氧量对鱼类的存活至关重要，而目前的鱼塘增氧机系统不能实现更好地测量鱼塘水含氧量以及对鱼塘增氧机进行智能控制。

如今，行业内在开发越来越多的太阳能鱼塘增氧机系统，但仍然普遍存在以下缺陷：

1、不能实现智能控制太阳能稳定的电压与大电流的直流电源，提供稳定的电压与大电流直流电源给鱼塘直流电机增氧机；

2、不能实现对鱼塘水含氧量智能测量及智能控制；

3、不能实现智能时控各种鱼塘增氧机制增氧；

4、不能实现对鱼塘水智能信息化控制各种鱼塘增氧机制进行增氧。

针对现有技术不足，开发一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种可直流稳定供电、智能控制鱼塘增氧的智能太阳能直流鱼塘增氧机系统。

为了实现上述目的，本发明提供的一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统包括主控制器系统、太阳能光伏板、太阳能光伏控制系统、智能控制系统、充放电系统、主稳压稳流电路、霍尔电流传感器、直流增氧器；主控制器系统分别与太阳能光伏控制系统、智能控制系统、主稳压稳流电路、霍尔电流传感器连接；智能控制系统将处理后的控制信号发送至直流增氧器；太阳能光伏板通过开关器件向太阳能光伏控制系统供电，太阳能光伏板输出的电流经第一稳压管输送至霍尔电流传感器，第一稳压管与太阳能光伏板并联连接，霍尔电流传感器与充放电系统连接；主稳压稳流电路的输出端与充放电系统连接；太阳能光伏控制系统包括三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路、初始稳压稳流电路，三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路的输入端均连接于开关器件的输出端，防过充电压检测比较控制电路的第一电压比较器的反相输入端连接防过放电压检测比较控制电路的第二电压比较器的反相输入端，防过充电压检测比较控制电路的输出端连接初始稳压电源电路的第三电压比较器的反相输入端，防过放电压检测比较控制电路的输出端连接第三电压比较器的同相输入端。

由上述方案可见，本发明通过对各子系统的设计，可实现直流稳压稳流供电及智能增氧控制。同时，通过对第一稳压管的连接设计，可提供基准电压作为比较电压，并通过对太阳能光伏控制系统中的各电路设计，可有效输出稳定的电流电压。

进一步的方案是，智能控制系统包括水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统，水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统分别与主控制器系统连接。

可见，通过对水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统的设计，可实现对水含氧量的智能测量、智能定时控制启停开关增氧机、智能信息化控制。

更进一步的方案是，开关器件包括依次连接的二极管、总开关，二极管的正极连接太阳能光伏板的正极端，二极管的负极连接总开关。

可见，通过对二极管的正向连接设置，作为该电路中的防反充二极管，可防止硅太阳能光伏发电在太阳比较弱时成为耗电器。

更进一步的方案是，直流增氧器为鱼塘搅水增氧器、鱼塘喷水增氧器、鱼塘制氧机混合水增氧器中的至少一个。

可见，鱼塘搅水增氧器、鱼塘喷水增氧器、鱼塘制氧机混合水增氧器的设计，可实现对鱼塘水的搅水、喷水、送混合制氧水等操作，从而更好地实现对鱼塘水增氧的目的。

更进一步的方案是，充放电系统包括并联连接的稳流电容和蓄电池。

更进一步的方案是，防过充电压检测比较控制电路包括第一电阻、第一电位器、第一电容、第一电压比较器、第一三极管、第二三极管，第一电阻与第一电位器串联连接，第一电容与第一电位器并联连接，第一电压比较器的同相输入端与第一电阻与第一电位器的串联节点连接，第一电压比较器的输出端通过第三电阻与第一三极管连接，第一电压比较器的输出端通过第一反馈电阻与第一电压比较器的同相输入端连接，第一三极管的集电极回路与第二三极管组成光电隔离电路。

更进一步的方案是，防过放电压检测比较控制电路包括第二电阻、第二电位器、第二电容、第二电压比较器、第三三极管、第四三极管，第二电阻与第二电位器串联连接，第二电容与第二电位器并联连接，第二电压比较器的同相输入端与第二电阻与第二电位器的串联节点连接，第二电压比较器的输出端通过第四电阻与第一三极管连接，第二电压比较器的输出端通过第二反馈电阻与第二电压比较器的同相输入端连接，第三三极管的集电极回路与第四三极管组成光电隔离电路。

更进一步的方案是，初始稳压稳流电路包括第三电压比较器、IGBT模块、第六三极管，第三电压比较器输送第一电信号至第六三极管，第六三极管输送第二电信号至IGBT模块，IGBT模块将稳压稳流电源输送至蓄电池及直流电源端。

更进一步的方案是，三端稳压电路包括第一三端稳压器、接地电路，第一三端稳压器的接地端连接接地电路，第一三端稳压器的输出端连接第二三极管的集电极。

更进一步的方案是，光伏发电激励电路包括第五三极管、第二稳压管、第二三端稳压器、第一负载电阻、第五电阻、第三电容、第四电容，第五三极管的基极与第二稳压管、第一负载电阻依次连接至地，第五三极管的集电极与第五电阻、三端稳压器依次连接至地，第二三端稳压器的输入端连接第三电容至地，第二三端稳压器的输出端连接第四电容至地，并输出电压信号至第三电压比较器。

由上述方案可见，通过防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、初始稳压稳流电路、三端稳压电路、光伏发电激励电路的电路设计，可实现对太阳能光伏所发电进行最初始的稳压稳流操作。

附图说明

图1是本发明一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统实施例的系统结构示意图。

图2是本发明一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统实施例的太阳能光伏控制系统的电路结构示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1是本发明一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统实施例的系统结构示意图。该系统包括主控制器系统1、太阳能光伏板2、太阳能光伏控制系统3、智能控制系统、充放电系统5、主稳压稳流电路6、霍尔电流传感器7、直流增氧器；主控制器系统1分别与太阳能光伏控制系统3、智能控制系统、主稳压稳流电路6、霍尔电流传感器7连接；智能控制系统将处理后的控制信号发送至直流增氧器；太阳能光伏板2通过开关器件9向太阳能光伏控制系统3供电，太阳能光伏板2输出的电流经第一稳压管10输送至霍尔电流传感器7，第一稳压管10与太阳能光伏板2并联连接，霍尔电流传感器7与充放电系统5连接；主稳压稳流电路6的输出端与充放电系统5连接。

智能控制系统包括水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统，水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统分别与主控制器系统1连接。具体地，水含氧量测量控制系统包括水含氧量测量传感器401、鱼塘水含氧量启停开关406，定时开关控制系统包括智能定时信息接口402、智能定时控制开关407，信息化控制系统包括RS485接口403、LCD显示器404、终端信息处理系统405、智能信息控制开关408。开关器件9包括依次连接的二极管901、总开关902，二极管901的正极连接太阳能光伏板的正极端，二极管901负极连接总开关902。直流增氧器为鱼塘搅水增氧器801、鱼塘喷水增氧器802、鱼塘制氧机混合水增氧器803中的至少一个。充放电系统5包括并联连接的稳流电容501和蓄电池502。

具体地，第一稳压管10实现光伏发电出现高峰不正常高压的保护作用。主稳压稳流电路6包括主电压比较器电路、三极管110、主IGBT模块111,具体地，主电压比较器电路包括主电压比较器101、同相反馈电路、偏置电路、负载电阻102，其中同相反馈电路由电容103与电阻104并联连接组成，偏置电路由二极管105、电阻106、电位器107、电阻108依次串联连接组成。电阻112、电阻113、电阻114、电容115组成平衡电路，二极管116为稳压二极管，并实现防反接作用，电容117、电容118可实现储能作用。

参见图2，图2是本发明一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统实施例的太阳能光伏控制系统的电路结构示意图。太阳能光伏控制系统包括三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路、初始稳压稳流电路，三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路的输入端均连接于开关器件9的输出端，防过充电压检测比较控制电路的第一电压比较器304的反相输入端连接防过放电压检测比较控制电路的第二电压比较器314的反相输入端，防过充电压检测比较控制电路的输出端连接初始稳压电源电路的第三电压比较器321的反相输入端，防过放电压检测比较控制电路的输出端连接第三电压比较器321的同相输入端。

防过充电压检测比较控制电路包括第一电阻301、第一电位器302、第一电容303、第一电压比较器304、第一三极管305、第二三极管306，第一电阻301与第一电位器302串联连接，第一电容303与第一电位器302并联连接，第一电压比较器304的同相输入端与第一电阻301与第一电位器302的串联节点连接，第一电压比较器304的输出端通过第三电阻307与第一三极管305连接，第一电压比较器304的输出端通过第一反馈电阻308与第一电压比较器304的同相输入端连接，第一三极管305的集电极回路与第二三极管306组成光电隔离电路。

防过放电压检测比较控制电路包括第二电阻311、第二电位器312、第二电容313、第二电压比较器314、第三三极管315、第四三极管316，第二电阻311与第二电位器312串联连接，第二电容313与第二电位器312并联连接，第二电压比较器314的同相输入端与第二电阻311与第二电位器314的串联节点连接，第二电压比较器314的输出端通过第四电阻317与第三三极管315连接，第二电压比较器314的输出端通过第二反馈电阻318与第二电压比较器314的同相输入端连接，第三三极管315的集电极回路与第四三极管316组成光电隔离电路。

初始稳压稳流电路包括第三电压比较器321、IGBT模块322、第六三极管323，第三电压比较器321输送第一电信号至第六三极管323，第六三极管323输送第二电信号至IGBT模块322，IGBT模块322将稳压稳流电源输送至蓄电池502及直流电源端。具体地，初始稳压稳流电路还包括电阻324、电阻325、电阻326、电容327、二极管328、电容329、电容330，其中电阻324、电阻325、电阻326、电容327组成平衡电路，二极管328为稳压二极管，并实现防反接作用，电容329、电容330可实现储能作用。

三端稳压电路包括第一三端稳压器341、接地电路342，第一三端稳压器341的接地端连接接地电路342，第一三端稳压器341的输出端连接第二三极管306的集电极。

光伏发电激励电路包括第五三极管331、第二稳压管332、三端稳压器333、第一负载电阻334、第五电阻335、第三电容336、第四电容337，第五三极管331的基极与第二稳压管332、第一负载电阻334依次连接至地，第五三极管331的集电极与第五电阻335、三端稳压器333依次连接至地，三端稳压器333的第一端连接第三电容336至地，三端稳压器333的第二端连接第四电容337至地。

综上，通过对智能太阳能直流鱼塘增氧机系统的系统结构设计和电路结构设计，可实现提供稳定的直流电源给鱼塘直流电机增氧器，并实现智能控制增氧器进行增氧。

参见图1、图2，本实施例稳压稳流操作的工作过程是：

太阳能光伏板2在太阳能光照射下，光伏发电产生光伏能，闭合总开关901，光伏发电的电压电流经二极管902流向太阳能光伏控制系统3，进行初步的稳压稳流操作。当第一三端稳压器341的输入端接收到电压信号，电路开始启动工作。防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路通过第一电压比较器304的反相输入端和第二电压比较器314的反相输入端进行连接，并由第一稳压管10提供基准电压作为比较电压，同时，第一电压比较器304的输出端通过连接第一反馈电阻308将输出信号反馈至第一电压比较器304的同相输入端，第二电压比较器314的输出端通过连接第二反馈电阻318将输出信号反馈至第二电压比较器314的同相输入端，实现了第一电压比较器304和第二电压比较器314组成的双电压比较器变成了双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点不产生振荡。当第一电压比较器304输送低电位信号至第一三极管305的基极，则第一三极管305截止、第二三极管306导通，第二三极管306向第三电压比较器321输送低电位信号，第三电压比较器321导通并向第六三极管323输送高电位信号，第六三极管323导通并向IGBT模块322的基极输送高电位信号，IGBT模块322导通，并实现太阳能光伏板发电经太阳能光伏控制系统3输送初步的稳压稳流电源给充放电系统5及直流电源端。

通过太阳能光伏控制系统3实现初步的稳压稳流操作后，霍尔电流传感器7将感测输入蓄电池502端的电流信息传感给主控制器系统1，主控制器系统1向主稳压稳流电路6的主电压比较器101发送信号，主电压比较器101输出信号至三极管110，三极管110导通，并通过电阻112、电阻113、电阻114、电容115进行电路平衡，向主IGBT模块111的基极输送稳定的电压电流，主IGBT模块111导通，产生基本稳定的电压电流并输送至稳流电容501、蓄电池502，同时该直流电源通过稳流电容501的充放电过程及蓄电池502的充放电过程，得到了更稳定的、能提供给大功率电机稳定工作的直流电源。

综上，通过太阳能光伏控制系统进行初步稳压稳流操作，并通过霍尔电流传感器及主稳压稳流电路进行稳压稳流操作，可实现输出稳定的电压电流的直流电源。

本实施例智能控制鱼塘增氧的过程是：

水含氧量测量传感器401对鱼塘水含氧量测量并将实时感测到的水含氧量信号数据传输给主控制器系统1，经主控制器系统1对水含氧量信号数据进行对比分析处理，并根据所设定的鱼塘水最低及最高氧含量数值，实现对鱼塘水含氧量启停开关406进行开关控制，鱼塘水含氧量启停开关406实现对鱼塘搅水增氧器801、鱼塘喷水增氧器802、鱼塘制氧机混合水增氧器803进行启停开关控制。

根据在主控制器系统1设定的定时信息数值，智能定时信息接口402实现对智能定时控制开关407的定时启停开关控制，智能定时控制开关407实现对鱼塘搅水增氧器801、鱼塘喷水增氧器802、鱼塘制氧机混合水增氧器803进行启停开关控制。

主控制器系统1对RS485接口403、终端信息处理系统405，LCD显示器404、智能信息控制开关408进行控制并读取外部电脑、手机等通信工具的信息，同时外部电脑、手机等通信工具可以读取主控制器系统1的信息。通过RS485接口403及终端信息处理系统405，主控制器系统1对外部电脑、手机等通信工具传输的信息进行处理，并控制智能信息控制开关408进行启停开关控制，智能信息控制开关408实现对鱼塘搅水增氧器801、鱼塘喷水增氧器802、鱼塘制氧机混合水增氧器803进行智能信息控制开关控制。

综上，通过水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统，实现对鱼塘水含氧量测量控制、定时开关控制、信息化处理及控制，可实现对鱼塘水的搅水、喷水、送混合制氧水等操作，从而更好地实现对鱼塘水增氧的目的。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，包括主控制器系统、太阳能光伏板、太阳能光伏控制系统、智能控制系统、充放电系统、主稳压稳流电路、霍尔电流传感器、直流增氧器；所述主控制器系统分别与所述太阳能光伏控制系统、所述智能控制系统、所述主稳压稳流电路、所述霍尔电流传感器连接；所述智能控制系统将处理后的控制信号发送至直流增氧器；所述太阳能光伏板通过开关器件向所述太阳能光伏控制系统供电，所述太阳能光伏板输出的电流经第一稳压管输送至所述霍尔电流传感器，所述第一稳压管与所述太阳能光伏板并联连接，所述霍尔电流传感器与所述充放电系统连接；所述主稳压稳流电路的输出端与所述充放电系统连接；

其特征在于：

所述太阳能光伏控制系统包括三端稳压电路、防过充电压检测比较控制电路、防过放电压检测比较控制电路、光伏发电激励电路、初始稳压稳流电路，所述三端稳压电路、所述防过充电压检测比较控制电路、所述防过放电压检测比较控制电路、所述光伏发电激励电路的输入端均连接于所述开关器件的输出端，所述防过充电压检测比较控制电路的第一电压比较器的反相输入端连接所述防过放电压检测比较控制电路的第二电压比较器的反相输入端，所述防过充电压检测比较控制电路的输出端连接所述初始稳压电源电路的第三电压比较器的反相输入端，所述防过放电压检测比较控制电路的输出端连接所述第三电压比较器的同相输入端；

其中，所述防过充电压检测比较控制电路包括第一电阻、第一电位器、第一电容、所述第一电压比较器、第一三极管、第二三极管，所述第一电阻与所述第一电位器串联连接，所述第一电容与所述第一电位器并联连接，所述第一电压比较器的同相输入端与所述第一电阻与所述第一电位器的串联节点连接，所述第一电压比较器的输出端通过第三电阻与所述第一三极管连接，所述第一电压比较器的输出端通过第一反馈电阻与所述第一电压比较器的同相输入端连接，所述第一三极管的集电极回路与所述第二三极管组成光电隔离电路；

所述防过放电压检测比较控制电路包括第二电阻、第二电位器、第二电容、所述第二电压比较器、第三三极管、第四三极管，所述第二电阻与所述第二电位器串联连接，所述第二电容与所述第二电位器并联连接，所述第二电压比较器的同相输入端与所述第二电阻与所述第二电位器的串联节点连接，所述第二电压比较器的输出端通过第四电阻与所述第一三极管连接，所述第二电压比较器的输出端通过第二反馈电阻与所述第二电压比较器的同相输入端连接，所述第三三极管的集电极回路与所述第四三极管组成光电隔离电路；

所述初始稳压稳流电路包括所述第三电压比较器、IGBT稳压稳流模块、第六三极管，所述第三电压比较器输送第一电信号至所述第六三极管，所述第六三极管输送第二电信号至IGBT模块，IGBT模块将稳压稳流电源输送至蓄电池及直流电源端；

所述三端稳压电路包括第一三端稳压器、接地电路，所述第一三端稳压器的接地端连接所述接地电路，所述第一三端稳压器的输出端连接所述第二三极管的集电极；

所述光伏发电激励电路包括第五三极管、第二稳压管、第二三端稳压器、第一负载电阻、第五电阻、第三电容、第四电容，所述第五三极管的基极与所述第二稳压管、所述第一负载电阻依次连接至地，所述第五三极管的集电极与所述第五电阻、所述三端稳压器依次连接至地，所述第二三端稳压器的输入端连接所述第三电容至地，所述第二三端稳压器的输出端连接所述第四电容至地，并输出电压信号至所述第三电压比较器。

2.根据权利要求1所述的智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，其特征在于：所述智能控制系统包括水含氧量测量控制系统、定时开关控制系统、信息化控制系统，所述水含氧量测量控制系统、所述定时开关控制系统、所述信息化控制系统分别与所述主控制器系统连接。

3.根据权利要求1或2所述的智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，其特征在于：所述开关器件包括依次连接的二极管、总开关，所述二极管的正极连接所述太阳能光伏板的正极端，所述二极管的负极连接所述总开关。

4.根据权利要求1或2所述的智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，其特征在于：所述直流增氧器为鱼塘搅水增氧器、鱼塘喷水增氧器、鱼塘制氧机混合水增氧器中的至少一个。

5.根据权利要求1或2所述的智能太阳能直流鱼塘增氧机系统，其特征在于：所述充放电系统包括并联连接的稳流电容和所述蓄电池。